机械5

按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度 摘要 本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。 本文对机械手进行总体方桉设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。 设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。 利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方桉，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。 关键词工业机器人，机械手，气动，可编程序控制器（PLC） 目录.............................................................1 文摘...............................................................3 Abstract...........................................................3 第一章绪论......................................................4 1.1机械手概述................................................4 1.2机械手的组成和分类..............................................4 1.2.1机械手的组成.............................................5 1.2.2机械手的分类……………………………………………..........6 1.3国内外发展状况.. ............................................7 1.4课题的提出及主要任务………………………………………………..8 1.4.1课题的提出……………………………………………..............8 1.4.2课题的主要任务……………………………………………......9 第二章机械手的设计方桉…………………………………………….........9 2.1机械手的座标型式与自由度……………………………………….....10 2.2机械手的手部结构方桉设计……………………………………….....11 2.3机械手的手腕结构方桉设计……………………………………….....13 2.4机械手的手臂结构方桉设计……………………………………….....14 2.5机械手的驱动方桉设计…………………………………………….....15 2.6机械手的控制方桉设计…………………………………………….....17 2.7机械手的主要参数………………………………………………….....18 2.8机械手的技术参数列表…………………………………………….....19 第三章手部结构设计……………………………………………....................20 3.1夹持式手部结构…………………………………………………….....21 3.1.1手指的形状和分类………………………………………….....22 3.1.2设计时考虑的几个问题…………………………………….....23 3.1.3手部夹紧气缸的设计……………………………………….....24 第四章手腕结构设计…………………………………………………............26 4.1手腕的自由度………………………………………………………....28 4.2手腕的驱动力矩的计算……………………………………………....29 4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩…………………………………..29 4.2.2回转气缸的驱动力矩计算……………………………………..30 4.2.3回转气缸的驱动力矩计算校核………………………..............33 第五章手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核………………………......33 5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核…………………………………….....34 5.1.1尺寸设计……………………………………………...................35 5.1.2尺寸校核……………………………………………...................35 5 .1 .3导向装置……………………………………………...................36 5 .1 .4平衡装置……………………………………………..................37 5.2手臂升降部分尺寸设计与校核………………………………..................37 5.2.1尺寸设计……………………………………………..................37 5.2.2尺寸校核……………………………………………..................37 5.3手臂回转部分尺寸设计与校核……………………………………..........38 5.3.1尺寸设计……………………………………………..................39 5.3.2尺寸校核……………………………………………..................40 第六章气动系统设计…………………………………………….......................41 6.1气压传动系统工作原理图…………………………………………........42 6.2气压传动系统工作原理图的参数化绘制…………………………........43 第七章机械手的PLC控制设计…………………………………………….......44 7.1可编程序控制器的选择及工作过程………………………………........45 7.1.1可编程序控制器的选择………………………………………..46 7.1.2可编程序控制器的工作过程…………………………………..47 7.2可编程序控制器的使用步骤………………………………………........48 7.3机械手可编程序控制器控制方桉…………………………………........49 结论………………………………………………………………….....................50 致谢…………………………………………………………………………….....51 参考文献………………………………………………………………………….52